Question

如圖所示，光滑水平地面上放有一長木板B，B的右端緊靠臺階，上表面與臺階平齊．現(xiàn)有一質(zhì)量為m的滑塊A從h=2.0m高的斜面頂端由靜止滑下．然后滑上木板B，（轉(zhuǎn)角處速度大小不變，只改變方向；轉(zhuǎn)角的大小可忽略）．設(shè)A與其接觸面間的動摩擦因數(shù)均為μ=0.3，滑塊A的起始位置與木板B右端的水平距離s=4.0m，不計滑塊A的大小．A滑上木板與B相對靜止后，離B板右端的距離為2m，g取10m/s²．求：

（1）滑塊A剛滑上木板B時的速度v₀；
（2）木板B的質(zhì)量．

Answer 1

分析：（1）小滑塊滑到底部前，重力和摩擦力做功做功，根據(jù)動能定理列式求解；
（2）滑塊A與木板B系統(tǒng)動量守恒，根據(jù)動量守恒定律求解共同速度；系統(tǒng)機械能的減小量等于內(nèi)能的增加量；聯(lián)立方程即可求得木板B的質(zhì)量．

解答：解：（1）設(shè)斜面長為s₁，傾角為θ，滑塊A滑到斜面底端后沖上木板B前的水平部分為s₂．對滑塊A由動能定理得：
mgh-μmgs1cosθ-μmgs2=

1

2

m

v

2 0

由幾何關(guān)系有：s₂+s₁cosθ=s
解得：v₀=4m/s
（2）當最終B、A兩個物體速度相同，設(shè)為v，由動量守恒定律有：
mv₀=（m+M）v
設(shè)在此過程A相對于B滑行的距離為l，由能量守恒定律可得：
μmgl=

1

2

m

v

2 0

-

1

2

(m+M)v2
代入數(shù)據(jù)解得：M=3m
答：（1）滑塊A剛滑上木板B時的速度為4m/s；
（2）木板B的質(zhì)量是3m．

點評：本題關(guān)鍵明確滑塊和木板的運動規(guī)律，會運用動量守恒定律列式求解共同速度，知道內(nèi)能的增加量等于一對滑動摩擦力做的功的絕對值．